Z MB =C 1MBQ +C 2MBQ 2; (2.28) Với C 1MB = pKMB
2.4. Ảnh hưởng của thiết bị bù ựối với chất lượng ựiện năng.
Như ựã biết việc ựặt các thiết bị bù công suất phản kháng vừa với mục ựắch giảm tổn thất ựiện năng do nâng cao hệ số cosϕ vừa nâng cao chất lượng ựiện do giảm tổn thất ựiện áp. Tuy nhiên, do quán tắnh, sự biến ựổi năng lượng ựiện từ xẩy ra khi ựóng cắt thiết bị bù thường gây ra hiện tượng quá ựiện áp nội bộ trong mạng ựiện.
Quá trình quá ựộ khi ựóng công tắc tụ bù ựược biểu thị trên hình 2.6. Khi công tắc tụ ựóng tại thời ựiểm mà ựiện áp lưới ựạt giá trị cực ựại. điện áp qua tụ tại thời ựiểm này có giá trị không. Do ựiện áp của tụ không thể thay ựổi tức thời, ựịên áp lưới tại vị trắ ựặt tụ nhanh chóng kéo xuống ựến không và tăng dần khi tụ bắt ựầu nạp ựến giá trị ựiện áp lưới.
Vì nguồn ựiện mang tắnh ựiện cảm, ựiện áp tụ vượt trước và dao ựộng ở tần số tự nhiên của hệ thống. Các kết quả quan sát cho thấy sự biến thiên ban ựầu của ựiện áp không hoàn toàn trở về 0 bởi vì tồn tại một ựiện trở giữa ựiểm
Hinh 2.6. điểm quan sát (nơi ựặt osilograph) và ựiểm ựặt tụ.
Sự vượt trước sẽ sinh ra một sự quá áp có giá trị trong khoảng từ 1 ựến 2 pu (tức bằng 1 ựến 2 lần giá trị ựiện áp ựịnh mức của mạng ựiện) phụ thuộc vào sự suy giảm ựiện áp lưới. Sự quá áp ựược truyền vào lưới qua các máy biến áp và ựường dây phân phối ựến các hộ dùng ựiện. Nếu tụ mắc trên thanh cái phắa thứ cấp, thì quá ựiện áp có thể bị khuyếch ựại ở phắa phụ tải của máy
Hình 2.7. Sự khuyếch ựại ựiện áp khi ựóng cắt tụ bù.
(a. Sơ ựồ mạch ựiện ; b.Sơ ựồ thay thế ; c.Mắc tụ nối tiếp với cuộn dây)
Tần số cắt: Ặ1 = 1 2π L1C1
Tần số tự nhiên của mạch cộng hưởng phắa hộ dùng ựiện
Ặ2 = 1 2π L2C2
Sự cộng hưởng ựiện áp diễn ra khi Ặ1, Ặ2 tức là khi L1C1 = L2C2
Sự quá áp nội bộ dưới 2 pu (ựơn vị tương ựối so với giá trị ựịnh mức) thường không gây nguy hiểm ựối với cách ựiện, nhưng khi ựược truyền vào lưới, giá trị quá ựiện áp nội bộ sẽ ựược khuyếch ựại và có thể ựạt giá trị 3ọ 4 pu trên thanh cái hạ áp, do ựó có thể gây ảnh hưởng ựến chế ựộ làm việc của các thiết bị dùng ựiện thậm chắ gây nguy hiểm ựối với các thiết bị mắc trên thanh cái này. Các giải pháp chống quá ựiện áp khi ựóng cắt tụ thường là
- Sử dụng máy cắt có bộ phận ựóng ựồng thời ựiện trở cài trước; - Sử dụng máy chống sét ựặt tại thanh cái của các hộ tiêu thụ;
- Xây dựng bộ tụ dưới dạng bộ lọc sóng hài: Một cuộn cảm ựược mắc nối tiếp với tụ sẽ làm giảm giá trị quá ựiện áp trên ựầu vào của các hộ dùng ựiện ựến trị số cho phép.Việc sử dụng cuộn dây mắc nối tiếp với tụ (hình 2.7.c) sẽ ngăn cản sự xuất hiện của tần số cộng hưởng. Thông thường công suất của cuộn kháng ựược chọn trong phạm vi khoảng (5 ọ 7)%, có nghĩa là sự có mặt của cuộn kháng ựiện sẽ làm giảm công suất của tụ ựi (5 ọ 7)%. Cuộn kháng ựiện thường sinh ra một lượng nhiệt khá lớn, bởi vậy cần phải ựược làm mát tủ bằng quạt.